<Desc/Clms Page number 1>
"BROYEURS-DU TYPE GYRATOIRE ET AUTRES 0
L'un des objets de la présente invention est de réaliser un broyeur, du type gyratoire ou autre, dans lequel l'espace de broyage ne puisse être obstrué par la matière broyée au cours de sa descente.
D'autres objets encore de cette invention sont :- réaliser une construction simple durable et efficiente qui permette à la pièce gyratojre de broyage de céder élastique- ment, dans le cas où un morceau de fer ou d'une autre matière non susceptible d'être broyée entrerait dans l'espace de
<Desc/Clms Page number 2>
broyage, ceci afin d'éviter le danger de rupture de la machine; réaliser un broyeur qui possède des moyens simples et efficients pour effectuer le réglage vertical de la pièce de broyage creuse, et dans lequel cette pièce de broyage creuse soit complètement soutenue contre les poussées de broyage.
Sur les dessins annexés
La fig. 1 est une coupe verticale axiale d'un broyeur établi selon l'invention;
La fig. 2 est un détail partiel schématique à échelle agrandie.
Les fig. 3, 4 et 5 sont des vues de détail de la pièce de broyage creuse ;
Les fige 6, 6a, 7 et 7* sont des vues de détail des pièces d'appui des ressorts, et
Les fig. 8 et 9 sont des vues de détail du moyen à bras.
Le chiffre 1 désigne l'arbre du broyeur, lequel porte un noyau ou pièce de support du manteau 2, munie dtun manteau de broyage en forme de cloche 2a, maintenu en place sur la pièce 2 au moyen d'un écrou 3, vissé sur l'arbre et qui s'appuie sur le bord supérieur du manteau, lequel fait saillie au-dessus de la partie supérieure du noyau.
L'arbre est suspendu à son extrémité supérieure, par des moyens plus complètement décrits ci-après) à un moyeu à bras 1 (ces moyens permettant le mouvement gyratoire de la partie pendante de l'arbre), et ce moyeu à bras s'appuie sur une partie enveloppe supérieure 5 du bâti, sur laquelle il est boulonné ; enveloppe supérieure possède un trou cylindrique pour recevoir la pièce de broyage creuse 6.
L'enveloppe supérieure 5, à son tour, repose sur l'enveloppe inférieure 7, à laquelle elle est boulonnée, et
<Desc/Clms Page number 3>
qui contient le diaphragme de décharge et le palier vertical excentrique.
Dans les broyeurs construits jusqu'à ce jour et qui fonctionnent avec une trémie d'alimentation, en raison du fait que l'espace de broyage entre le cône et la pièce creuse converge vers le bas, et que sa capacité volumétrique diminue, au fur età mesure que le niveau s'abaisseil existe une possibilité d'obstruction de cet espace par la matière broyée.
Selon l'invention on évite cette objection en donnant au manteau de broyage et à la pièce creuse, des formes telles que, tandis que la largeur disponible pour la matière à broyer est graduellement décroissante depuis le haut vers le bas, cette largeur étant plus grande vers le haut où entre la matière en roche et plus petite au rebord de décharge du manteau de broyage, la capacité volumétrique augmente cependant avec les niveaux successifs au-dessous du niveau de broyage A-A.
Pour obtenir ce résultat, selon la présente invention on fait emploi d'un manteau en forme de cloche et d'une pièce creuse courbée dont l'orifice présente une courbure évasée vers le haut et encore plus évasée vers le bas.
Les courbures du manteau et de la pièce creuse sont disposées de manière que, tandis que la distance diamétrale entre ces pièces diminue graduellement en allant vers le bas, la capacité volumétrique à des niveaux qui s'abaissent succes- sivement augmente d'une manière graduelle, en raison de l'aug- mentation des circonférences du manteau et de la pièce creuse, causée par l'augmentation de leur distance à l'axe de l'arbre.
Les surfaces du manteau et de la pièce creuse augmentent graduellement vers leurs extrémités inférieures, (ou en d'autres termes, le rayon de courbure du manteau en forme de cloche et celui de la pièce creuse diminuent graduelle- ment en se rapprochant de leurs points les plus bas), et la courbure de la pièce creuse augmente davantage ou bien est
<Desc/Clms Page number 4>
d'un rayon successivement plus faible que le manteau, d'où il résulte que les courbures du manteau et de la pièce creuse se rapprochent de la situation concentrique en se rapprochant de la partie inférieure, et qu'elles sont le plus rapprochées de cette situation concentrique au point inférieur ou point de déchargement.
Par le fait de cette construction, tandis que les surfaces du manteau et de la pièce creuse se rapprochent graduellement l'une, de l'autre, pour broyer le minerai qui descend à un degré de plus en plus fin, la capacité volu- métrique est plus grande au fur et à mesure que le niveau s'abaisse, et l'obstruction du broyeur est absolument empê- chée, puisque le minerai, aux niveaux les plus bas possède toute facilité pour s'échapper à l'extérieur.
Ce qui précède résulte clairement de l'examen de la Fig. 2, qui représente,à une échelle plus grande que la fig.l, une coupe, du manteau et de la pièce creuse, la ligne pleine 2a représentant la surface du manteau dans sa position la plue rapprochée de la pièce creuse, c'est-à-dire lors de l'achèvement de l'action de broyage, tandis que la ligne ponctuée 2 montre la même surface dans sa position la plus éloignée,
La ligne A-A indique, approximativement, le point où commence l'opération de broyage, l'espace compris entre le manteau et la pièce creuse situé au-dessus de cette ligne, servant comme une sorte de trémie.
Pour représenter l'action de broyage, le dessin indique trois parallélogrammes, désignés respectivement de haut en bas, par M, N et 0. '
Si l'on suppose que le cône est dans la position représentée en traits pleins et qu'un morceau de roche est placé et maintenu au contact du manteau et de la pièce creuse sur la ligne supérieure du parallélogramme (ligne A-A),
<Desc/Clms Page number 5>
lorsque le manteau a tourné d'un demi-tour et que sa surface a reculé depuis la ligne 2a jusqu'à la ligne 2b,le moreeau de roche tombe et se trouve serré entre la surface 2b du manteau et la surface de la pièce creuse, sur la ligne inférieure du parallélogramme M.
Lorsque le manteau, dans sa demi-rotation suivante, se rapproche de la pièce creuse et que sa surface se déplace de la position 2b vers la position 2a, le morceau de roche se trouve broyé, et pendant la période suivante d'éloigeement des deux surfaces les morceaux broyés tombent encore, mais cette fois jusqu'à la ligne inférieure du parallélogramme N, cette seconde chute étant plus longue qe la première, et lorsque les deux surfaces se rapprochent à nouveau, les morceaux sont à nouveau broyés.
Une opération similaire se produit dans l'espace défini par le parallélogramme 0, mais une nouvelle chute se produit, indiquée par la longueur verticale du parallélogramme.
La chute possible du morceau de roche pendant une demi-rotation est égale à la dimension verticale du parallé- logramme correspondant, et cette dimension est déterminée par la hauteur dont peut tomber une pierre serrée à la partie supérieure du parallélogramme lorsque le manteau se déplace jusqu'à l'autre côté du broyeur.
On voit que la chute, dans la zone M, est relative- ment faible, en raison du fait que, en cet endroit, les courbures du manteau et de la pièce creuse sont à leur plus grand éloignement d'une relation concentrique.
Dans la zone N, la chute devient plus grande en raison de ce que les courbures en cet endroit se rapprochent de la situation concentrique, et la chute la plus grande se produit dans la zone 0, parce que les courbures sont encore plus près de se trouver concentriques.
En raison de la chute plus grande, une capacité volumétrique plus grande est obtenue au fur et à mesure que
<Desc/Clms Page number 6>
les niveaux s'abaissent, et de cette manière, un engorgement par la matière broyée est absolument évité, la matière se trouvant rejetée à l'extérieur, en raison de l'augmentation de la capacité volumétrique, qui est plus grande au point de déchargement.
Cette augmentation résulte des courbures relatives décrites ci-dessus et de l'augmentation de la distance de la ligne au point d'articulation de l'arbre ou axe de rotation.
On comprend que l'augmentation de la capacité volumétrique au point de déchargement se produit à chaque demi-rotation de la tête de broyage, ou, en d'autres termes, pendant le mouvement de la position "fermée" à la position "ouverte", c'est-à-dire encore, depuis la position dans la- quelle les surfaces sont le plus rapprochées jusqu'à celle où leur distance est maximum. Ce mouvement permet à la matière qui s'est trouvée serrée de tomber et de se loger dans une section inférieure de l'espace de broyage, ou bien, si elle est assez fine, d'être déchargée du broyeur.
Ce qui précède est indiqué plus clairement par le tableau ci-après, dans lequel le premier nombre de chaque ligne indique l'écartement horizontal de l'ouverture pour chaque zone, le second nombre la longueur de chute en milli- mètres, le troisième, la circonférence au point moyen de la zone, et le quatrième le volume approximatif en centimètres- cubes par révolution.
Zone Ouverture Chute Circonférence Volume M 50 mm,8 30 mm,5 1.580 mm 2.440 cmc.
N 38 44 3 1.640 " 2.780 " 0 25 " 4 133 " 7 1.800 " 6.100 "
Ainsi, tandis que la roche ou le minerai qui descend est broyé graduellement de plus en plus fin, il ne peut y avoir aucun engorgement de la matière broyée, parce que, en descendant, cette matière pénètre dans un espace de volume supérieur et qu'elle peut s'y étaler.
Pour la suite de l'explication de la présente
<Desc/Clms Page number 7>
invention, on peut considérer les parallélogrammes M, N et 0, par exemple, comme des zoneso Ces zones sont définies à leurs bords supérieur et inférieur par leurs dimensions selon un rayon qui s'étend transversalement dans l'espace situé entre la tête et la pièce creuse, la dimension supérieu- re radiale de chaque zone, dans la position la plus rapprochée des deux pièces, étant d'une longueur égale à celle de la dimension radiale inférieure dans la position ouverte des deux parties.
Chaque zone augmente en capacité volumétrique, par rapport à la zone voisine de dessus et, comme conséquence de ce fait, aucun engorgement de l'appareil ne peut se pro- duire, mais, au contraire, une décharge de la matière broyée se produit en volume convenable pour empêcher tout effet d'engorgement.
Outre la particularité de la courbure intérieure de la pièce creuse, dont il a été ci-dessus question, il a été jugé préférable de donner à celle-ci une forme sensiblement ointrée en coupe transversale et terminée en haut et en bas par des rebords annulaires 6a et 6b, qui s'appuient contre la paroi cylindrique interne de la pièce enveloppe 5 et peuvent glisser sur celle-cio
La forme cintrée de la pièce creuse donne à celle-ci la résistance nécessaire pour supporter les efforts de broyage, mais comme renfort supplémentaire, la face externe de cette pièce est munie de nervures verticales 6c qui s'appuient également contre la paroi interne de l'enveloppe.
Le rebord supérieur 6a est muni d'encoches 6d, diamétralement opposées dans lesquelles s'engagent les têtes en T des boulons 8 qui passent ensuite de bas en haut dans des ouvertures pratiquées dans les bras du moyeu, et qui sont munis à leurs extrémités supérieures d'écrous 8a, lesquels sont logés de préférence dans des cavités 4 des parois supérieures des bras du moyeuo
<Desc/Clms Page number 8>
Des épaisseurs de tôle 9, destinées au rattrapage du jeu, sont logées entre la face supérieure du rebord 6a et la face inférieure correspondante du moyeu à bras 4, et la pièce creuse est tirée vers le haut, contre ces tôles par les boulons 8.
Par le desserrage des écrous etla modification des épaisseur s de tôle, on peut régler verticalement la position de la pièce creuse, selon son degré d'uaure.
On voit que la poussée entière qui s'exerce sur la pièce creuse est absorbée par les tôles et le moyeu à bras et que les boulons servent simplement à empêcher la chute de cette pièce creuse.
Afin d'empêcher une rupture du broyeur au cas où un morceau de fer ou d'une autre substance non susceptible d'être broyée se serait glissé entre le cône et la pièce creuse, on a prévu le mécanisme ci-après
La partie supérieure du moyeu à bras 4b est alésée autour de l'arbre pour constituer une chambre annulaire qui possède un fond étage, dans lequel est logé un manchon 10, qui forme cage à ressorts.
Ce manchon possède un rebord annulaire horizontal 10a,qui constitue un siège pour les ressorts, et une partie saillante vers le haut, relativement mince, 10b, dans laquelle s'engage, télescopiquement, la partie cylindrique inférieure d'un manchon ou pièce de suspension Il*
Ce manchon de suspension possède une bride horizon- tale annulaire 11a, qui fait face au rebord 10a, au-dessus de celui-ci et, entre cette bride et ce rebord, sont logés des ressorts 12. Des boulons 12a ont leursextrémités infé- rieures vissées dans le rebord 10a, et leurs extrémités supérieures coulissent dans des trous de la bride 11a et portent des écrous qui maintiennent les pièces ensemble et donnent aux ressorts la compression initiale nécessaire.
<Desc/Clms Page number 9>
Au cas où un morceau de matière non susceptible d'être broyée aurait pénétré dans le broyeur,les ressorts se comprimeraient élastiquement pour permettre à l'arbre et au cône de se déplacer de haut en bas, et éviter ainsi une rupture; dans ce but, la partie inférieure de l'arbre coulisse par rapport à l'excentrique.
Le manchon 11 peut coulisser sur l'arbre et possède une partie alèsée conique, dans laquelle se place un écrou conique la qui se visse sur l'extrémité supérieure de dia- mètre réduit, de- l'arbre 1.
De cette façon, un montage élastique est réalisé pour le noyau ou le manteau, et ce montage est également réglable pour modifier les dimensions de l'orifice de décharge et pour compenser l'usure, ceci en plus du réglage de la pièce creuse, ce qui fait qu'une facilité plus grande de réglage est obtenue.
En donnant au manteau une forme de cloche, c'est-à- dire en donnant à sa surface de broyage une courbure vers l'extérieur d'un rayon graduellement décroissant, et en donnant à la partie correspondante de la pièce creuse une courbure similaire, les deux pièces a manteau et pièce creuse s'usent uniformément dans la région de déchargement, et pendant cette usure, conservent sensiblement leur courbure primitive.
De la sorte, quelle que soit l'usure, un simple réglage de l'une des pièces par rapport à l'autre permet au broyeur de donner au produit la dimension désirée.
Comme ces broyeurs tournentà une vitesse relativement élevée et sous de grands efforts, on a trouvé que l'huile qui circule dans la boite à engrenages et les transmissions tendrait à s'échauffer. Afin de parer à cet inconvénient, on a disposé, dans le réservoir à huile 13, un serpentin 14, relié à une source appropriée d'eau froide (non représentée).
De préférence le serpentin est de forme annulaire et une
<Desc/Clms Page number 10>
chemise pendante circulaire ou déflecteur 15 est placée à l'intérieur.
Normalement, l'huile est maintenue à un niveau approximativement indiqué par la ligne ponctuée B-B, et puisée dans le réservoir 13 par l'écope 16; elle revient au réservoir 13 depuis la boite à engrenages par le passage 17. La chemise ou diaphragme 15 oblige l'huile ramenée au réservoir à changer de direction vers le bas, et à traverser le serpentin refroidisseur ou à circuler autour de ce dernier, avant que de s'élever à nouveau et de pouvoir être reprise par l'écope.
Bien que le broyeur qui vient d'être décrit possède un organe de broyage,formé d'une pièce intérieure ou noyau de commande et d'un manteau, ces pièces constituent le cône de broyage, et il est sans importance que ce cône de broyage soit construit en une ou plusieurs pièces.
Ce qui vient d'être dit s'applique de la façon la plus large aux autres parties de l'invention, en particulier à la pièce creuse qui peut être en forme d'anneau, en une ou plusieurs pièces.
La zone A-A est la zone de réglage de l'alimentation.
A ce point, commence l'action de broyage et la matière broyée est envoyée vers le bas depuis ce point pour subir l'action des partiesinférieures du manteau et de la pièce creuse.
L'espace situé au-dessus de la zone A-A peut être gardé plein de matière à broyer. Aucune alimentation réglée de matière dans la partie de trémie située au-dessus de la ligne A-A n'est nécessaire car il ne peut y avoir aucun engorgement de matière dans l'espace situé au-dessous de la ligne A-A, en raison de la disposition spéciale des zones M, N, et 0. En d'autres termes, la matière à broyer peut être entassée dans la trémie, et l'appareil s'alimente lui-même par l'action de broyage.
Ainsi, dans la zone d'alimen-
<Desc/Clms Page number 11>
tation A-A, laquelle est située au milieu de la hauteur de la chambre, on trouve une capacité volumétrique minimum, et la ou les zones de broyage situées au-dessous sont d'une capacité volumétrique non décroissante, par rapport à la zone voisine supérieure, et dans la forme particulière d'appareil représen- tée, chacune des zones au-dessous de la zone d'alimentation est d'une capacité volumétrique plus grande que la zone supé- rieure voisine.
L'invention n'est pas limitée à un broyeur du type gyratoire, et elle peut s'appliquer à un broyeur à mâchoires.